Question

為節(jié)省藥品和時間，甲、乙、丙三位同學用銅片、鋅片、稀硫酸、CuSO₄溶液；直流電源、石墨電極、導線、燒杯、試管等中學化學常見的藥品和儀器(用品)，以巧妙的構思，“接力”的方式，設計了比較銅與鋅金屬活潑性相對強弱的系列實驗。試填寫下列空白：

(1)甲同學分別將一小片銅片、鋅片置于燒杯底部(銅、鋅不接觸)，小心向燒杯中加入稀硫酸，觀察到的現象是______________________________。甲同學的設計思路是________________________________________________________________________。

(2)乙同學接著甲的實驗，向燒杯中滴加________溶液，進而觀察到的現象是________________________________________________________________________，

________________________。乙同學判斷出鋅、銅金屬活動性相對強弱所依據的原理是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________，

________________________________________________________________________。

(3)丙同學使用直流電源和石墨電極組裝電解裝置，向乙同學實驗后的溶液中補充了必要的試劑(作電解液)。反

應在調控下開始，有關電化學反應的化學方程式為______________________________。獲得的明顯實驗現象是

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(4)請你再單獨設計一個簡單實驗(試劑、儀器自選)，證實鋅和銅金屬活潑性的相對強弱(簡要說明操作步驟及現象)____________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

Answer 1

解析：根據題目條件和信息可知，甲同學是利用金屬活動順序表的有關知識設計實驗證明鋅和銅的活潑性；乙同學在甲同學的基礎上采用置換反應和電化學原理證明鋅和銅的活潑性；由于硫酸銅溶液的加入，鋅單質將會與銅離子發(fā)生置換反應產生銅附著在鋅的表面，從而形成原電池加快了鋅與稀硫酸的反應；丙同學采用的是電解法，由于乙反應后的溶液為硫酸鋅溶液，所以補充的試劑為硫酸銅。

答案：(1)鋅片表面有氣泡產生　在金屬活動順序表中，鋅排在氫的前面，可與稀硫酸反應，而銅排在氫的后面，不與稀硫酸反應

(2)CuSO₄　鋅片表面有紅色固體產生　鋅片表面產生氣泡的速率加快　在金屬活動順序表中，鋅排在銅的前面，可將銅從其鹽溶液中置換出來　鋅表面產生的銅與鋅構成原電池的兩個電極，使鋅與稀硫酸的反應加快

(3)2CuSO₄＋2H₂O2Cu＋2H₂SO₄＋O₂↑

陽極產生無色氣體，陰極石墨表面產生紅色固體

(4)取兩片相同的鐵片，分別放入盛有ZnSO₄溶液、CuSO₄溶液的兩支試管中，觀察鐵片表面的變化，發(fā)現盛CuSO₄溶液的試管中的鐵片表面有紅色固體生成，而鐵片放入ZnSO₄溶液中無明顯現象(其他合理答案均可)